Laten we eerst eens kijken waarom het een probleem is als het water te hard is. De regelmatige consumptie van water leidt tot het verschijnen van stenen in het uitscheidingssysteem. Het gebruik ervan voor het baden of wassen kan vaak huidirritatie veroorzaken, vooral bij kinderen. Bovendien kan het bepaalde ongemakken in het dagelijks leven veroorzaken: metaalzouten (calcium en magnesium), die verantwoordelijk zijn voor de waterhardheid, kunnen speciale verbindingen vormen (onoplosbaar) met vetzuren in zeep.
Laten we experimenteren:
- Giet water in de kolf tot de "40"-markering.
- Voeg alle 0,2 m calciumchlorideoplossing uit de injectieflacon toe.
- Neem een gasfornuis en plaats er een kaars op. Trek dan je beschermende handschoenen uit en steek de kaars aan. Installeer de vlamverspreider op de kachels.
- Plaats de kolf op de vlamverspreider. Wacht 15 minuten.
- Giet alle 0,3 M natriumbicarbonaatoplossing uit de injectieflacon.
- Daarna wordt het water in de kolf troebel.
Wat is de hardheid van water?
Tijdelijken constante waterhardheid. Wat is een constante?
Dit is zo'n bepaalde waarde, die de hoeveelheid zouten van verschillende metalen weerspiegelt die in water zijn opgelost, zoals calcium, mangaan en ijzer. Tijdelijke hardheid (die kan worden geëxtraheerd) en permanente hardheid. De tijdelijke is te wijten aan calcium- en magnesiumbicarbonaat, en de permanente tourniquet is te wijten aan hun sulfaten en chloriden (CaCl2 en MgCl2). We kunnen concluderen dat hard water er een is waarin er veel metaalzouten tegelijk zijn.
Als we er calciumchloride aan toevoegen, verhogen we de hardheid kunstmatig. Zoals hierboven vermeld, veroorzaakt CaCl2 permanente niet-carbonaathardheid in water. En een deel van ons experiment toonde dit feit aan: tijdens het koken treedt er geen merkbare neerslag op de muren op.
Toevoeging van natriumbicarbonaat NaHCO3 leidt tot de vorming van calciumbicarbonaat in oplossing:2 NaHCO3 + CaCl 2 =Ca (HCO3)2 + 2NaCl, en door de vorming van Ca (HCO3)2 wordt de hardheid van ons water wordt tijdelijk - nu kan het worden verwijderd door te koken.
Waarom kalkaanslag ontstaat en hoe deze te verwijderen
Kalkaanslag (of kalkaanslag) is een onoplosbaar calciumcarbonaat dat neerslaat tijdens de thermische ontleding van calciumbicarbonaat. Hoewel de dikke grijsschaallaag het eten niet mooier maakt, kan het geen kwaad. Bovendien kan het overmatige hardheid van leidingwater verwijderen. Bovendien kan de kalkaanslag eenvoudig van theepotten en potten worden verwijderd door ze schoon te maken metcitroenzuuroplossing.
Hoe water te verzachten
Water, dat een kleine hoeveelheid metaalzouten bevat, is zacht. En het hardheidsextractieproces verzacht het. De gemakkelijkste manier om te verzachten, zoals aangetoond in ons experiment, is koken. Bij verhitting ondergaan calcium- en magnesiumbicarbonaten thermische ontleding. Dit proces verwijdert alleen tijdelijke (carbonaat)hardheid (permanente waterhardheid kan op andere manieren worden verwijderd). Constante hardheid wordt gehandhaafd: water verzadigd met calciumchloride CaCl2 laat geen residu achter bij het koken. Destillatie is nauw verwant aan deze actie. Tijdens het destillatieproces condenseert de verdampte vloeistof op het gekoelde oppervlak en wordt zo opgevangen in de vorm van druppeltjes. Op deze manier gezuiverd water wordt gedestilleerd genoemd. Het is niet geschikt om te drinken, omdat het mineralen uit het lichaam uitloogt. Het wordt echter veel gebruikt in de wetenschap en de industrie.
Een andere manier om te verzachten is door reagentia te gebruiken. Ze brengen magnesium- en calciumionen over in een vorm die niet oplost door bepaalde chemicaliën toe te voegen, zoals calciumhydroxide (een proces dat kalkverzachting wordt genoemd). Net als kokende kalk verwijdert zacht wordende kalk alleen de carbonaathardheid.
Het elimineren van permanente waterhardheid
Om permanente (niet-carbonaat) hardheid te extraheren, is diepere waterontharding nodig, dus gebruiken ze carbonaat naast gebluste kalknatrium.
Voor een nog efficiëntere verwijdering van metaalionen worden "grote kanonnen" - natriumfosfaat gebruikt:
Na3PO4:CA3 3Ca2+ + 2Na3PO4 → (PO4)2↓ + 6Na+
3Mg2+ + 2Na3PO4=Mg3(PO4)2=+ 6Na+.
Het nadeel van deze onthardingsmethode is dat het noodzakelijk is om de aan ons verstrekte reagentia nauwkeurig te doseren. In de industrie wordt de technologie van waterontharding met ionenwisselaarharsen het meest gebruikt. Specialisten leiden water door een filter dat metaalionen vasthoudt (calcium, mangaan, ijzer, magnesium). Deze "opgesloten" deeltjes worden vervangen door kalium-, natrium- of waterstof H+-ionen die in de oplossing vrijkomen. Deze methode is ook effectief wanneer u last heeft van aanhoudende waterhardheid.
Conclusies: wat is beter?
Welk water is beter voor jou - hard of zacht? Het antwoord is simpel: alles is goed met mate. De ideale optie voor dagelijks thuisgebruik is water van gemiddelde hardheid, dat een kleine hoeveelheid schadelijke stoffen bevat. De juiste balans is altijd de weg naar harmonie.
